İnsanlarda nanopartiküllere maruz kalmanın ana yolu solunundur.
Motorlu taşıt emisyonları kentsel alanlardaki en büyük nanopartikül
kaynağıdır. Havadaki nanopartiküllere maruz kalma da bazı işyerlerinde ortaya
çıkabilir. Diğer maruz kalma yollarından, örneğin deri yoluyla maruz kalma
(çoğunlukla nanopartikülleri kullanan kozmetik veya farmasötik cilt
preparatlarıyla ilgilidir) ve yeme-yutulma yoluyla maruz kalma tipik
örneklerdir.
|
Solunum sistemi bir seri filtre sistemi olarak işlev görür
ve her bir bölmesinde (burun, larenks, hava yolları ve alveoller) partikül
birikiminin karakteristik fiziksel mekanizmalarının baskınlığı değişebilir.
Ayrıca, bu mekanizmalar partikül büyüklüğü ile önemli ölçüde değişir.
Nanopartiküllerin yer değiştirmeleri Brownian hareketiyle gerçekleşir; bu
hareketler difüzif taşıma ve birikim mekanizmalarının temelini oluşturur.
Pratikte, parçacık ne kadar küçük olursa partikülün akciğerin epitelyumuna
ulaşma olasılığı o kadar yüksek olur.
Fosil yakıtlarının yanması (özellikle dizel motorlarda),
nanopartiküller dahil olmak üzere atık yan ürünler üretir. Bu yanma atıkları en
önemli antropojenik nanopartiküller kaynağını oluşturur.
Çevresel
Maruz Kalmalar
Nanomalzemeler çeşitli nedenlerle çevreye girebilmektedir.
Artık büyük miktarlarda üretilmekte olan nanomalzemelerle birlikte, atık su ile
üretim atıklarının ve dökülmelerinin, kullanım ve bertaraf edilmesinin,
kaçınılmaz olarak çevresel maruziyetle sonuçlanacağı tartışılmaktadır.
nanopartiküller, tüketici ürünlerinin yıkanmasından sürekli olarak çevreye
girebilen kozmetik ve güneş koruyucuları gibi kişisel bakım ürünlerinde
kullanılmaktadır. Bir çalışma, demir nanopartiküllerinin yeraltı sularında 20
m'lik bir mesafeden geçebileceğini ve 4-8 hafta boyunca reaktif kaldığını
göstermiştir.
Mesleki
Maruz Kalmalar
Nanopartiküllere maruz kalmanın gerçekleşebileceği çeşitli ana ve yan sanayi dalı vardır; örneğin,
- Nanoteknoloji
sektörü, birincil araştırma geliştirme (üniversiteler ve diğer araştırma
grupları ve yan ürünler)
- Kimyasal
maddeler ve ilaç şirketleri
- Boyalar,
pigmentler ve çimento üretimi dahil olmak üzere toz üretme ve taşıma
işlemleri
- Kaynak
atölyeleri
- Nanopartiküllerin
yan ürünler olduğu diğer proesler
Mesleki maruz kalma potansiyel riskler Tablo 3'de
özetlenmiştir
Teknik proseslerin ve yan ürünlerinin üretildiği farklı iş
kollarında oluşan nanopartiküllerin teknik ölçüm bilgileri incelendiğinde
ilginç veriler elde edilmiştir. Tipik örnekler arasında kaynak, metal,
lehimleme, plazma kesme dumanları ile plazma püskürtme emisyonları; polimer
dumanları, vulkanizasyon dumanları; amorf silisik asitler, toz kaplama emisyonları,
yağ buharları, uçak motor ve fırın emisyonları; et dumanları ve dizel motor
emisyonları sayılabilir. Partiküller çoğunlukla termal ve kimyasal kondensasyon
ürünleridir. Birincil partiküller sadece birkaç nanometre boyutuna sahipken, en
sık görülen partikül boyutu 160 ile 300 nm arasındadır. 14 - 673 nm ölçüm
aralığındaki tüm partiküllerin toplam konsantrasyonu, cm³ başına 500 000-2 500
000 partiküldür. Farklı işyerinde atmosferdeki nanopartiküllerin oluşumunun
karşılaştırması Tablo 4'te verilmiştir.
Tablo
3. Nanopartiküllere Mesleki Maruziyetin Potansiyel Riskleri
|
|||
Sentez
prosesi |
Partikül
oluşumu |
Potansiyel soluma
riskleri |
Potansiyel deri /
sindirim riski |
Gaz faz
|
Hava
|
Reaktörden direkt sızıntı
Ürün geri kazama
Post geri kazanma prosesi ve paketleme
|
İşyerinin havadan kirlenmesi
Ürünün taşınması
Tesisin temizliği / bakımı
|
Buhar fazı
|
Substrat üzeri
|
Ürün geri kazama
Post geri kazanma prosesi ve paketleme
|
İşyerinin kuru kirlenmesi
Ürünün taşınması
Tesisin temizliği / bakımı
|
Kolloidal hal
|
Sıvı süspansiyon
|
Ürünün kurutulması (işleme ve dökülme)
|
İş yerinin dökülme/ kirlenmesi
Ürünün taşınması
Tesisin temizliği / bakımı
|
Yıpranma
|
Sıvı süspansiyon
|
Ürünün kurutulması (işleme ve dökülme)
|
İş yerinin dökülme/ kirlenmesi
Ürünün taşınması
Tesisin temizliği / bakımı
|
Tablo
4. Farklı İşyeri Havasındaki Nanopartiküllerin Karşılaştırılması
|
||
Proses
|
Toplam konsantrasyon,
14-673 nm aralığında partiküller/cm3 |
Maksimum konsantrasyon sayısı, nm
|
Açık ofis
|
< 10 000
|
|
Silikon ergiyik
|
100 000
|
280-520
|
Metal taşlama
|
< 130 000
|
17-170
|
Lehimleme
|
< 400 000
|
36-64
|
Plazma kesim
|
< 500 000
|
120-180
|
Fırın
|
< 640 000
|
32-109
|
Havaalanı alanı
|
< 700 000
|
<45
|
Kaynak
|
100 000 - 40 000 000
|
40-600
|
Şekil-4: Gıda sektörlerinin farklı yönlerinde nanoteknolojinin rolünü
gösteren şematik diyagram
Dermal
(Deriyle İlgili) Maruz Kalma
Teorik olarak, cildin maruz kalmasından kaynaklanan zararlı
etkiler ya cilt içinde lokal olarak ortaya çıkabilir ya da alternatif olarak
deri yoluyla absorbe edilebilir ve kan akımı yoluyla yayılabilir; muhtemelen
sistemik etkilere yol açmaz. Nanopartiküllerin deriye nüfuz etmesine ilişkin
birçok çalışma, ilaçların bir araç olarak kimyasallar ve / veya parçacıklı
malzeme içeren farklı formülasyonlar kullanılarak deriye nüfuz edip etmediğine
odaklanmıştır. Yaygın olarak kullanılan partikülat malzeme türleri, lipozomlar,
TiO2, ZnO2 ve polimer partiküller gibi zayıf çözünür katı
maddeler ve katı lipit nanopartiküller gibi mikron altı emülsiyon
partiküllerdir.
Yutma
Yoluyla Maruz Kalma
Katyonik nanometre büyüklüğündeki lateks partiküllerinin
negatif yüklü mukus içinde yakalandığı, itici karboksilatlı fluoresan lateks
nanopartiküllerin ise bu tabaka boyunca yayılabildiği gözlemlenmiştir. Yapılan
çalışmalarda partikül çapı ne kadar küçükse, mukusun kolon enterositlerine
ulaşması daha hızlı olur; 14 nm çaptaki partiküller 2 dakika içinde, 415 nm
çaptakiler 30 dakikada ulaşırken, 1000 nm partiküller bu bariyeri geçememiştir.
